Готовимся к олимпиадам, страница 155 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

1. Раствор, полученный при взаимодействии меди с концентрированной азотной кислотой, выпарили и образовавшееся твердое вещество прокалили. Газообразные продукты реакции разложения полностью поглощены водой, а над твердым остатком пропустили при нагревании водород. Составьте уравнения описанных реакций.

1) $Cu + 4HNO_3 \text{(конц)} \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O$

2) $2Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2CuO + 4NO_2 + O_2$

3) $4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$

4) $CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O$

1. Задача описывает последовательность химических превращений, начиная с реакции меди с концентрированной азотной кислотой. Составим уравнения для каждой стадии процесса.

1. Взаимодействие меди с концентрированной азотной кислотой. Медь, будучи металлом с низким электродным потенциалом, реагирует с концентрированной азотной кислотой, которая является сильным окислителем. В результате реакции образуются нитрат меди(II), оксид азота(IV) и вода.

$Cu + 4HNO_3(конц.) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$

2. Прокаливание твердого вещества, полученного после выпаривания. После выпаривания воды из раствора остается твердый нитрат меди(II) $Cu(NO_3)_2$. При сильном нагревании (прокаливании) нитраты металлов средней активности, к которым относится медь, разлагаются с образованием оксида металла, оксида азота(IV) и кислорода.

$2Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2CuO + 4NO_2\uparrow + O_2\uparrow$

3. Поглощение газообразных продуктов разложения водой. Газообразными продуктами являются оксид азота(IV) ($NO_2$) и кислород ($O_2$). При их взаимодействии с водой образуется азотная кислота. Это реакция, обратная разложению азотной кислоты, и она протекает количественно при наличии всех трех реагентов.

$4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$

4. Взаимодействие твердого остатка с водородом при нагревании. Твердый остаток после прокаливания нитрата меди(II) – это оксид меди(II) ($CuO$). Водород является сильным восстановителем и при нагревании восстанавливает оксид меди(II) до металлической меди, при этом сам окисляясь до воды.

$CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O$

Ответ:

$Cu + 4HNO_3(конц.) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$

$2Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2CuO + 4NO_2\uparrow + O_2\uparrow$

$4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$

$CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O$